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[原创HACK教程] DES密碼系統演算法(一)-回合金鑰的產生 重點整理By Krizal Chen

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发表于 2009-4-16 11:47:11 | 显示全部楼层 |阅读模式
DES密碼系統演算法(一)-回合金鑰的產生 重點整理
4 r) T/ H- Z: j. f6 G/ b" X. Q9 U前言:9 V. }' S& |! `3 t
昨天晚上我弟突然拿出一份像電路圖和密碼表的東西給我,9 ?# Y4 O4 m, ]: F, w# X
問我會不會,我跟他說這是幹什麼用的,他說是期中考要用的,9 K  A2 S( i* Q+ ~# ~  ]! S, b
看了下不就是鼎鼎大名的密碼演算法之一的DES,9 F7 Y: x' V/ k; L% }
想不到電機的也要懂DES,那讀資工、資管的情何以堪,! G( u9 A) U' }* p+ Y+ V- `
DES原本是有想看下,但是個人不常用,所以就一直擱著,
* U  |% t5 s( L我就跟我弟說 我對DES沒什麼研究,但給我30分~1小時,1 r* j+ T  A7 @4 v9 ?
我給你答案。
7 e5 x2 K0 Q  q, Z+ \5 x
- M# u3 g  p& f! L  F開始看了下,感覺密密麻麻的亂碼,但是hack玩習慣了,
; D; n. ]. S; x+ }& v這些都是小事,花了些時間看了下原理,感覺上還是蠻easy的。4 f! T6 ^3 y& Y3 k. }8 d, _0 K
! U# B& I; m& C9 d
本文:
1 f2 \# e: s7 b2 IDES屬於近代密碼系統,
: L- q2 [, D7 c! H: P9 B設計原理為Shannon所提出的加密系統(Product Cipher)5 C; l3 g* F/ q& `
DES主要分三部分:7 p. b* w; V. l, a- `0 x' B
1.回合金鑰 Key(do 16 times)$ H- K* s: r2 [) G
2.加密(do 16 times)8 W( F' F% |7 D$ G
3.解密(do 16 times)/ `' Z1 O7 i* n

  Q+ U3 n! L1 O1 j' i回合金鑰產生:! \* ~# a. o  W5 ]- s5 g- `
(1.)每7bit加入 odd parity check,/ K7 m/ J) f. k5 _( \4 q& n- p  f
把56 bit的key擴展到64bit。
  e" L( ?& c& o& d! Q- v(2.)將64 bit的key依照KP(Key Permutation)重新分配,
+ U9 ?* z  ^$ k重新分配後減縮為原本的56bit,切割56bit各半為28bit2 q1 ^) g8 B0 b( _) Y9 J$ E
(Kl & Kr = 28bit)。
& d! a! l# Z$ s(3.)分別對Kl 和 Kr做 左循環位移(LS)。9 ?! \1 b- ?1 {$ k
(4.)將移位後之Kl和Kr依照) E6 u$ n% Q; k+ }
CP(Compression Permutation)重新分配,. _  m2 ?- @8 L: y1 K- W2 X
即產生key1。9 ]5 w3 }/ h7 k/ k7 I7 ~$ x, C
(5.)重複step 3. 和 step 4.直到16組key都產生即可* P( Q4 n* Q% ?/ k+ B/ g
(key1、key2、key3...key16)。
3 B9 u% h7 P- \# A% ~* ` 8 R* |3 Y" n/ {: d5 F4 _7 B" A# I
Permutation table ex:% e  S" Q( |# L+ C
% e0 Q6 T5 v7 \+ [
Permutation operation ex:
# X% |8 k0 R' a+ c2 a% d1 }
% j4 I0 h' ]) S' P
- N( S: O$ J3 K8 e# G2 ^9 y6 Z結語:) `& z. {: n5 y5 U9 E0 }$ Z
盡量寫的簡單扼要,重要的步驟大概都列出來了,0 }8 F% ^5 a: A: r$ ]/ K& A
關於實例要寫一大堆code table,有興趣的再提出! d% B4 x% f" E* e/ u

1 J* k1 g/ b* s( C5 @# l8 kKrizal Chen ' R; D/ x# b" Y9 ?" O/ f" ?: k) Q
2009 04 16 Thur
" A  v4 ^' H/ v6 R( V% {

! t! G$ f7 v" m! K% O" W0 _
/ u4 f$ m7 |' G1 W- |5 C( w# Q5 h
原帖:! Y/ r4 n1 _. y9 |& w; \# |
http://tw.myblog.yahoo.com/dsght-krizal/article?mid=2000&prev=-1&next=1999
- s4 T, P4 A% P; Y) N8 ~5 P4 l! H. Khttp://dsght-master-krizal.spaces.live.com/default.aspx
* O8 ~+ s7 r4 t; Y3 G  c& Z: z" p0 s6 U1 [+ x. Y- j7 k
[ 本帖最后由 krizal 于 2009-4-16 12:26 编辑 ]

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 楼主| 发表于 2009-4-16 11:50:35 | 显示全部楼层
emu618、emumax和宇宙各放一帖,
& n8 ^) i# k3 s- F  Y; S+ i. `讓想多學點東西的人看,
. b. z8 c1 A% y+ `! a對實例產生有興趣的,自行跟我連絡。
8 ]% s  l0 b3 a' d4 Y: e$ w
$ N2 k, r) s, U4 F4 J而關於lz77 和 lz78 family的加密,2 j0 U2 ~! }: Z
有興趣的也可以去看看,應該比DES簡單點。

该用户从未签到

 楼主| 发表于 2009-4-16 11:57:53 | 显示全部楼层
個人是很客觀的,
0 _0 P4 x& F) c; q& V如果不需要這種帖,
" W+ U$ X! [4 N# A也可以提出,以後就不再放出。

该用户从未签到

发表于 2009-4-16 12:12:29 | 显示全部楼层
嘛,现在在信息安全课上有上密码学
* d0 [+ j2 v1 Q# F. h( R" Z6 j4 Q4 ^4 D" b( i
DES的话,是典型的分组密码算法6 f7 @* k4 V/ @- F9 w* Y. |
整个算法流程而言并不算复杂,16轮的迭代加密,最后逆IP置换. S% |) |1 X0 c
算法流程:& E4 w" l! Y# O4 R. z& |9 e" O
IP(X); A+ Q6 z$ T; e% Q
     FOR i=1 to 16
% L) g9 Y  Y$ i" h, E2 q6 {$ \            L(i)=R(i-1)
& K# h1 L0 a7 n; |( w            L(i)=R(i-1)⊕f(R(i-1),k(i))! G8 D- r- s- B; r
     NEXT i- y( G  k" ^3 ~
IP^-1(x)

该用户从未签到

 楼主| 发表于 2009-4-16 12:25:17 | 显示全部楼层
原帖由 慵懒悠悠 于 2009-4-16 12:12 发表
6 p6 y4 ^# d' ]& [$ I- |嘛,现在在信息安全课上有上密码学2 g* T) u: ?4 ^* n7 x6 h

7 t9 z. q+ t" VDES的话,是典型的分组密码算法
& j9 P  y, i# d" ^8 @整个算法流程而言并不算复杂,16轮的迭代加密,最后逆IP置换* `# x& H# H' I# p% R8 N! v
算法流程:
: H! t2 x7 c+ n5 ?' YIP(X)
* u$ g8 k7 J' n) u+ Y9 t     FOR i=1 to 16
; ~# B: \; {  Z+ P            L(i)=R(i-1)
4 W# g+ P" o# j1 b  r) U5 l! g  Q            ...
. E; D5 I" I; }5 b: b1 k
是阿,麻煩的是要建table花時間。:loveliness:

该用户从未签到

 楼主| 发表于 2009-4-16 12:44:01 | 显示全部楼层
void DES::SubstitutionBoxes()
* j# _; T2 h9 ]( q( I% Z9 u: k{
& ~) U8 o! c+ F        int s1[4][16]={) C* R& H1 Y: _& c: T+ G; [
                14,4,13,1,2,15,11,8,3,10,6,12,5,9,0,7,
0 ]4 N2 l7 b2 @                0,15,7,4,14,2,13,1,10,6,12,11,9,5,3,8,/ G: i/ e0 o% H8 L9 E; |
                4,1,14,8,13,6,2,11,15,12,9,7,3,10,5,0,6 D' V- P. H8 n9 z. R
                15,12,8,2,4,9,1,7,5,11,3,14,10,0,6,13* N. x0 }" Q; I
          };
* l3 _7 [$ \% }
) Z8 _- w( k, ^1 h4 @) x        int s2[4][16]={
' b9 y) \1 O: J" ?9 `                15,1,8,14,6,11,3,4,9,7,2,13,12,0,5,10,
  [$ Z8 u& ]6 T5 p. q8 j2 V& f2 u- }                3,13,4,7,15,2,8,14,12,0,1,10,6,9,11,5,# r! |3 }, L4 ~4 i" K9 A
                0,14,7,11,10,4,13,1,5,8,12,6,9,3,2,15,
) x# x# n/ }1 ]: i7 r* M+ h) Y+ }) C                13,8,10,1,3,15,4,2,11,6,7,12,0,5,14,9) P. X& e/ r) j, j' d
           };* m. R& {3 e6 J+ T6 Z

; R7 ^5 s+ z3 B0 l/ @        int s3[4][16]={& \! N* y& l8 \+ |4 F4 j# b
                10,0,9,14,6,3,15,5,1,13,12,7,11,4,2,8,$ A, X( P, c; y
                13,7,0,9,3,4,6,10,2,8,5,14,12,11,15,1,
" z# n5 H& [4 C2 q0 u" N! ^                13,6,4,9,8,15,3,0,11,1,2,12,5,10,14,7,  S8 [2 a) G; l# C$ I- i
                1,10,13,0,6,9,8,7,4,15,14,3,11,5,2,12- S  `# m1 z% N( \
           };
0 L+ h; r! V, ?5 [7 b9 j, ]4 h& E" {  T% m  d5 s& f
        int s4[4][16]={
$ n5 }6 A0 k% e- C& K7 l& |" z6 k                7,13,14,3,0,6,9,10,1,2,8,5,11,12,4,15,
5 I0 I! r- t7 H                13,8,11,5,6,15,0,3,4,7,2,12,1,10,14,9,
. ]/ P7 j3 h" ]' T# Z! d. a                10,6,9,0,12,11,7,13,15,1,3,14,5,2,8,4,
' i9 z' l' }, Y) h7 p                3,15,0,6,10,1,13,8,9,4,5,11,12,7,2,140 H8 w% W- D- q2 p  s
           };/ S  k2 W2 b' {* `

7 X5 s7 Q; `8 D: |: o, r; D" v, ^        int s5[4][16]={
4 l7 E3 h' {1 n* H  i: c! q4 X                2,12,4,1,7,10,11,6,8,5,3,15,13,0,14,9," B5 D1 O3 r% I& f2 j3 ], w* w; l
                14,11,2,12,4,7,13,1,5,0,15,10,3,9,8,6,, i# z! j& ?0 V' V+ B
                4,2,1,11,10,13,7,8,15,9,12,5,6,3,0,14,0 k8 v$ q- i5 Y  a8 f, r
                11,8,12,7,1,14,2,13,6,15,0,9,10,4,5,3
$ V, z9 g' Z0 E, ?           };
# [6 m6 f# |  J: a. O& G4 I- y+ M
$ {; v: N) f, d        int s6[4][16]={
6 B7 c# k2 C% l4 B2 u5 H  r$ b" L* y                12,1,10,15,9,2,6,8,0,13,3,4,14,7,5,11,0 y3 U& y# V- A+ B& F
                10,15,4,2,7,12,9,5,6,1,13,14,0,11,3,8,
; C: \# C+ ~* s' X                9,14,15,5,2,8,12,3,7,0,4,10,1,13,11,6,6 s9 F+ T8 Y4 E3 P- T9 t
                4,3,2,12,9,5,15,10,11,14,1,7,6,0,8,13- w# N$ L# P9 c" K
           };
3 U% Q2 ^  L, i! r5 ^* b$ q6 Q! U4 P8 x1 g& ?4 z, o% s: T
        int s7[4][16]={+ H! ^" C! ^1 |# {
                4,11,2,14,15,0,8,13,3,12,9,7,5,10,6,1,& X9 \# W: f  O1 b$ H! a
                13,0,11,7,4,9,1,10,14,3,5,12,2,15,8,6,
1 K9 D2 E, |# c" g" D; f) t7 A3 U                1,4,11,13,12,3,7,14,10,15,6,8,0,5,9,2,
* a! \" l' v8 J% u, e* O                6,11,13,8,1,4,10,7,9,5,0,15,14,2,3,128 z$ K; q/ m1 X& J) t1 H3 |
           };
7 ]( [' X9 Y+ U3 n# w
' h$ p7 a, p6 F# {: N1 l8 c        int s8[4][16]={& x: {* c1 B9 A7 F4 `6 Y5 @9 F
                13,2,8,4,6,15,11,1,10,9,3,14,5,0,12,7,
: `$ [# c. c/ _. m+ [0 m: r                1,15,13,8,10,3,7,4,12,5,6,11,0,14,9,2,
2 v) `4 G& j/ ]3 `/ ~                7,11,4,1,9,12,14,2,0,6,10,13,15,3,5,8,8 J2 ^, f7 A* m# j5 P
                2,1,14,7,4,10,8,13,15,12,9,0,3,5,6,11
, \2 A5 W9 Y/ a9 e           };2 b- h( F& i+ B$ i/ _+ T( B
}
/ H: ~' ]& J5 K( T1 Y  p$ D/ r
/ r0 ~. D! N+ ~# ]7 |9 w[ 本帖最后由 krizal 于 2009-4-16 12:46 编辑 ]

该用户从未签到

发表于 2009-4-16 12:53:10 | 显示全部楼层
这也就是我不怎么喜欢DES的原因所在,算法简单,但实现的时候数据的结构要另外考虑  F  W5 Z9 P7 W, R+ _
) k% n% x6 K! z  ~' r
MD5这样的单向杂凑多好...

该用户从未签到

 楼主| 发表于 2009-4-16 15:23:08 | 显示全部楼层
原帖由 慵懒悠悠 于 2009-4-16 12:53 发表
5 p, P+ s! h* E& C9 y6 \6 N5 c; b这也就是我不怎么喜欢DES的原因所在,算法简单,但实现的时候数据的结构要另外考虑
' b: V, J: P& y1 i. F0 i! u) p; ^4 b( F/ d
MD5这样的单向杂凑多好...

( `& A! C2 [" \9 x
9 c% N, |6 J' l& w4 I( T, v: _, l哈 各種演算法各有優缺點,, [, L1 P+ W4 t
DES 演算法簡單,單純用XOR執行快速,) E8 F0 y0 r: l% R* G9 o) b9 `: [
就是需要再建立PERMUTATION TABLE.1 j/ F3 X5 |0 H, O& @

$ T( Z) \( X. I; M5 k8 Z4 Y* _- ~MD5 不可逆HASH演算,破解較困難,
" O6 w6 `, i3 c. x  ]+ I& z但是只能單向驗證。

签到天数: 1865 天

[LV.Master]伴坛终老

发表于 2009-4-16 23:41:01 | 显示全部楼层
支持一下,我对密码没什么研究。:loveliness:
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